JPH05271930A - Coating method and coating device for spherical body - Google Patents
Coating method and coating device for spherical bodyInfo
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- JPH05271930A JPH05271930A JP9706192A JP9706192A JPH05271930A JP H05271930 A JPH05271930 A JP H05271930A JP 9706192 A JP9706192 A JP 9706192A JP 9706192 A JP9706192 A JP 9706192A JP H05271930 A JPH05271930 A JP H05271930A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は各種機械用の転がり軸受
に用いられる球体やころ、ボールペン用の小径ボール、
その他の球状やころ状をした製品(本件明細書中では、
何れか一方からみた形状が円形である物を球体と呼ぶ)
の表面に、耐摩耗性、耐焼付き性、潤滑性、耐蝕性など
の付与を目的として被膜をコーティングする方法及びそ
の為の装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to spheres and rollers used in rolling bearings for various machines, small diameter balls for ballpoint pens,
Other spherical or roller-shaped products (in this specification,
Objects that are circular when viewed from either side are called spheres.)
The present invention relates to a method for coating a film on the surface of the substrate for the purpose of imparting wear resistance, seizure resistance, lubricity, corrosion resistance and the like, and an apparatus therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記球体の表面にコーティングする方法
としては、球体をメッシュ製の回転ドラムの中に入れ、
該ドラムを回転させることによってその内部で球体を攪
拌し転がらせ、一方ドラムの外部に配置した気相化手段
例えばスパッタリング装置やイオンプレーティング装置
によって被膜物質を気相化させ、その気相化した被膜物
質を上記ドラム内で転がる球体の表面に堆積させコーテ
ィングする方法がある。2. Description of the Related Art As a method for coating the surface of a sphere, the sphere is placed in a mesh rotating drum,
By rotating the drum, the spheres are stirred and rolled inside the drum, while the coating material is vaporized by vaporizing means arranged outside the drum, for example, a sputtering device or an ion plating device, and then vaporized. There is a method of depositing and coating a coating material on the surface of a rolling sphere in the drum.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この従来の方法では、
球体がドラム内で転がる際に球体どうしが互いに激しく
衝突したり、球体がドラムと激しく衝突あるいは擦れた
りすることにより、球体の表面に付着したばかりの被膜
の一部が剥離することがある。そしてそのような被膜が
コーティング過程の継続中に球体の表面に再付着する。
するとその再付着した被膜がコーティングの過程でマス
キング材として作用し、その周囲に隙間の多い柱状のポ
ーラスな被膜を成長させる。このような被膜は緻密度が
低くまた密着性も低くて、前述の如き表面特性、機能が
劣る問題点があった。また上記再付着した被膜は容易に
脱落し、ピット状の膜欠陥を生ずる問題点もあった。SUMMARY OF THE INVENTION In this conventional method,
When the spheres roll in the drum, the spheres may violently collide with each other, or the spheres may violently collide with or rub against the drum, so that a part of the coating film just attached to the surface of the sphere may peel off. And such a coating redeposits on the surface of the sphere during the course of the coating process.
Then, the redeposited film acts as a masking material in the process of coating, and grows a columnar porous film with many gaps around it. Such a coating has a low density and a low adhesiveness, and there is a problem that the above-mentioned surface characteristics and functions are inferior. Further, there is a problem that the redeposited coating film easily comes off and causes a pit-like film defect.
【0004】本願発明は上記従来技術の問題点(技術的
課題)を解決する為になされたもので、球体の表面にコ
ーティングをする場合、球体に衝撃を与えたりすること
なく滑らかに球体を回動させることができて、球体の全
周に均一な被膜をコーティングできるようにした球体の
コーティング方法及びコーティング装置を提供すること
を目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems (technical problems) of the prior art. When coating the surface of a sphere, the sphere can be smoothly rotated without giving an impact to the sphere. An object of the present invention is to provide a coating method and a coating apparatus for a sphere that can be moved and can be coated with a uniform coating on the entire circumference of the sphere.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における球体のコーティング方法は、球体
を回動させながら、その表面に気相化させた被膜物質を
堆積させて、上記表面をコーティングする方法におい
て、上記球体の回動は、球体をトレーの上に乗せ、該ト
レーを振動させることによって上記球体を回動させるも
のである。In order to achieve the above object, a method for coating a sphere according to the present invention is such that the vaporized film substance is deposited on the surface of the sphere while rotating the sphere, In the coating method, the sphere is rotated by placing the sphere on a tray and vibrating the tray to rotate the sphere.
【0006】[0006]
【作用】球体はトレーの振動によって回動する。球体は
そのような回動を続ける過程で、その表面に気相化され
た被膜物質が堆積し被膜のコーティングがなされる。[Operation] The sphere is rotated by the vibration of the tray. In the process of continuing the rotation of the sphere, the vaporized coating material is deposited on the surface of the sphere to form a coating.
【0007】[0007]
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。コーティング装置を示す図1において、1はコーテ
ィング用のチャンバーで、金属性の真空チャンバーをも
って構成され、図示の如く接地されている。2は該チャ
ンバーにおける排気口で、真空ポンプに接続してある。
3はガス導入口で、コーティング時の作動用ガス例えば
アルゴン、或いは被膜形成用の反応性ガスを導入する為
の口である。次に4はチャンバー1内に備えられた球体
の支持機構を示す。5は該機構における支持台で、導電
材料で形成され、振動吸収用のクッション材6を介して
チャンバー1の底板に取付けてある。尚上記クッション
材6は支持台5とチャンバー1との電気的な絶縁も兼ね
ている。7は支持台5に乗載させたトレーで、後から述
べる如き振動に耐え得る程度の剛性を有し、かつこれに
乗せるべき球体に傷を付けぬようその球体よりも軟質
で、しかも導電性を有する材料で形成される。その材料
の一例としてはステンレス材(例えばSUS304)が
用いられる。8はトレー7の上面に形成した凹部で、球
体を個別に存置させる為のものであり、多数がトレー7
の上面に並べて形成してある。上記凹部8の平面的な大
きさは球体の直径の2〜3倍にされる。またそれらの凹
部8の形成は例えばエンボス加工によって行われる。9
は上記各凹部8に個別に乗せた球体を示す。10は支持台
5に取付けたバイブレータで、支持台5を介してトレー
7に振動を与えるようにしたものである。このバイブレ
ータ10は1分間あたり数千回の極めて微細な振幅の振動
を発するようにしたものである。該バイブレータ10とし
ては例えば周知の電磁バイブレータが用いられる。11は
トレー7と一体形成した保護カバーで、バイブレータ10
をそれに被膜が付くことから保護する為のものである。
12は支持台5に接続したケーブルで、支持台5及びトレ
ー7を介して球体9にバイアスを加えるようにしたもの
であり、図示外の周知のバイアス・エッチング電源に接
続してある。次に15は気相化手段の一例として示すスパ
ッタリング装置で、マグネトロン方式のものが用いてあ
り、図示される如くトレー7と対向するようチャンバー
1の天井部分に取付けてある。16は該スパッタリング装
置におけるカソード、17はカソード16に取付けたターゲ
ット材、18は永久磁石で、図示の如き極性を有してい
る。19, 20は夫々冷却水の入口及び出口を示す。21はカ
ソード16とチャンバー1とを絶縁する為の絶縁体、22は
ダークスペースシールドを夫々示す。23はスパッタリン
グ用電源である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1 showing the coating apparatus, reference numeral 1 is a coating chamber, which is constituted by a metallic vacuum chamber and is grounded as shown in the drawing. 2 is an exhaust port in the chamber, which is connected to a vacuum pump.
Reference numeral 3 is a gas introduction port for introducing a working gas for coating, for example, argon, or a reactive gas for forming a film. Next, 4 shows a support mechanism for a spherical body provided in the chamber 1. Reference numeral 5 denotes a support base in the mechanism, which is made of a conductive material and is attached to the bottom plate of the chamber 1 via a cushion material 6 for absorbing vibration. The cushion material 6 also serves as electrical insulation between the support 5 and the chamber 1. Reference numeral 7 denotes a tray mounted on the support base 5, which has rigidity enough to withstand vibration as will be described later, and is softer than the sphere so as not to damage the sphere to be placed on the tray, and has conductivity. Is formed of a material having A stainless material (for example, SUS304) is used as an example of the material. Denoted at 8 is a recess formed on the upper surface of the tray 7, which is used to individually store the spheres.
Are formed side by side on the upper surface of. The planar size of the recess 8 is set to 2-3 times the diameter of the sphere. The recesses 8 are formed by embossing, for example. 9
Indicates a sphere individually placed in each of the recesses 8. Reference numeral 10 denotes a vibrator attached to the support base 5, which vibrates the tray 7 via the support base 5. The vibrator 10 is designed to generate vibrations of extremely fine amplitude thousands of times per minute. As the vibrator 10, for example, a known electromagnetic vibrator is used. 11 is a protective cover that is integrally formed with the tray 7, and the vibrator 10
To protect the film from being coated on it.
Reference numeral 12 is a cable connected to the support base 5 for applying a bias to the sphere 9 via the support base 5 and the tray 7, and is connected to a well-known bias / etching power source (not shown). Next, reference numeral 15 denotes a sputtering device shown as an example of a vaporization means, which is of a magnetron type and is attached to the ceiling portion of the chamber 1 so as to face the tray 7 as shown in the drawing. Reference numeral 16 is a cathode in the sputtering apparatus, 17 is a target material attached to the cathode 16, and 18 is a permanent magnet having a polarity as shown. Reference numerals 19 and 20 indicate the inlet and outlet of cooling water, respectively. Reference numeral 21 is an insulator for insulating the cathode 16 from the chamber 1, and 22 is a dark space shield. 23 is a power source for sputtering.
【0008】次に上記コーティング装置による球体9へ
のコーティング操作について説明する。先ずトレー7の
多数の凹部8に夫々球体9を乗せる。次にその状態のト
レー7をチャンバー1内の支持台5の上に図示の如くセ
ットする。然る後チャンバー1内を真空排気すると共
に、ガス導入口3からチャンバー1内に作動用ガスを導
入する。この状態においてスパッタリング用電源23から
スパッタリング装置15に通電すると共に球体9にバイア
ス電源からバイアスを加え、またバイブレータ10を作動
させる。上記のようにバイブレータ10が作動されること
によりその振動が支持台5を介してトレー7に伝わり、
トレー7が微細な振動を行う。この振動によって球体9
は凹部8に位置したままの状態で回動し常にランダムな
回転運動を行う。一方スパッタリング装置15に通電がな
されることによりターゲット材17がスパッタリングさ
れ、被膜物質が気相化する。気相化した被膜物質はバイ
アスが加えられている球体9に向かいその表面に堆積す
る。この場合、球体9は回転運動を行っている為、上記
被膜物質はその全周に一様に堆積し、球体9の全周には
一様な厚みの被膜が生成されていく。上記被膜の生成が
所定時間継続されて球体9の表面に付着した被膜の厚み
が予定の厚みとなったならば、スパッタリング装置15へ
の通電、球体9へのバイアスの印加、トレー7への振動
の付与を停止し、またチャンバー1内を常圧に復圧して
コーティング処理を終えた球体9を取り出す。Next, the coating operation on the sphere 9 by the coating apparatus will be described. First, the spheres 9 are placed on the multiple recesses 8 of the tray 7, respectively. Next, the tray 7 in that state is set on the support base 5 in the chamber 1 as illustrated. After that, the chamber 1 is evacuated and the working gas is introduced into the chamber 1 through the gas inlet 3. In this state, the sputtering power supply 23 is energized to the sputtering device 15, the bias is applied to the sphere 9 from the bias power supply, and the vibrator 10 is operated. When the vibrator 10 is operated as described above, its vibration is transmitted to the tray 7 via the support base 5,
The tray 7 vibrates minutely. This vibration causes sphere 9
Rotates while being positioned in the concave portion 8 and always performs a random rotary motion. On the other hand, when the sputtering device 15 is energized, the target material 17 is sputtered and the coating material is vaporized. The vaporized coating material is deposited on the surface of the sphere 9 which is biased. In this case, since the sphere 9 is rotating, the coating material is uniformly deposited on the entire circumference thereof, and a coating having a uniform thickness is formed on the entire circumference of the sphere 9. When the coating film is continuously produced for a predetermined time and the thickness of the coating film attached to the surface of the spherical body 9 reaches a predetermined thickness, the sputtering device 15 is energized, a bias is applied to the spherical body 9, and the tray 7 is vibrated. Is stopped, and the inside of the chamber 1 is returned to normal pressure to take out the spherical body 9 after the coating process.
【0009】上記ターゲット材17としては球体9にコー
ティングすべき被膜物質例えば金、銀、二硫化モリブデ
ン等に対応した材質ものが用いられる。又コーティング
すべき被膜物質が炭化チタン或いは窒化チタン等の場合
は、ターゲット材17としてチタンを用い、またチャンバ
ー1内に導入するガスとして夫々アセチレン或いは窒素
等の反応性ガスが用いられる。As the target material 17, a material corresponding to a coating material to be coated on the sphere 9, such as gold, silver or molybdenum disulfide, is used. When the coating substance to be coated is titanium carbide, titanium nitride, or the like, titanium is used as the target material 17, and the gas introduced into the chamber 1 is a reactive gas such as acetylene or nitrogen.
【0010】次に、上記コーティング装置に用いられる
気相化手段としては、上記スパッタリング装置に代えて
カソードアーク蒸発源によるアークイオンプレーティン
グ装置を用い、その装置におけるカソードが前記トレー
7に対向するようチャンバー1の上方位置に設置しても
よい。また気相化手段の他の例としては、プラズマCV
D装置或いはプラズマ重合装置を用いてもよい。尚それ
らプラズマCVD装置或いはプラズマ重合装置を用いる
場合、チャンバー1内においてはプラズマが各所に回り
込む為、トレー7を複数段の段積み構造にし、各々のト
レーに球体を夫々乗せてそれらの球体のコーティング処
理を行ってもよい。又トレーにおける凹部の形成法とし
て、エンボス加工の他に、平板状のトレーにリング材を
固定させる方法で凹部の形成を行っても良い。Next, as the vaporizing means used in the coating apparatus, an arc ion plating apparatus using a cathode arc evaporation source is used in place of the sputtering apparatus so that the cathode in the apparatus faces the tray 7. It may be installed above the chamber 1. Further, as another example of the vaporization means, plasma CV is used.
A D device or a plasma polymerization device may be used. When these plasma CVD apparatuses or plasma polymerization apparatuses are used, the plasma circulates to various places in the chamber 1. Therefore, the trays 7 have a multi-tiered stacking structure and each sphere is placed on each tray to coat the spheres. Processing may be performed. As a method of forming the recess in the tray, the recess may be formed by a method of fixing the ring material to a flat tray in addition to embossing.
【0011】[0011]
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、球体
9の表面をコーティングする場合、球体9を回動させな
がらその表面に被膜物質を堆積させるから、その全周を
被膜でコーティングできるは勿論のこと、As described above, in the present invention, when the surface of the sphere 9 is coated, the coating substance is deposited on the surface of the sphere 9 while rotating the sphere 9, so that the entire circumference can be coated with the coating. Of course,
【0012】上記の如きコーティングの為に行なう球体
9の回動は、トレー7を振動させることによって球体9
を回動させるものだから、球体は恰も自転するが如き状
態で滑るように回動させられる特長がある。このこと
は、上記コーティング中、球体の表面にできたばかりの
被膜の一部を剥離させてしまうような衝撃を与えること
なく球体を回動させられることであって、球体の全周の
どの部分においても成膜を間断なく行なわせることがで
き、全周に均一な被膜をコーティングすることができて
欠陥のない優れた表面特性及び機能を持った良質の製品
を作ることのできる有用性がある。The rotation of the sphere 9 for coating as described above is performed by vibrating the tray 7
Since it rotates, the sphere has the feature that it can be rotated so that it slides in a state where it spins like a spin. This means that during the coating, the sphere can be rotated without giving an impact such as peeling off a part of the coating just formed on the surface of the sphere, and at any part of the entire circumference of the sphere. Also, there is a usefulness that a film can be formed without interruption, a uniform film can be coated on the entire circumference, and a high-quality product having excellent surface characteristics and functions without defects can be produced.
【図1】コーティング装置の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a coating apparatus.
1 チャンバー 7 トレー 9 球体 10 バイブレータ 15 気相化手段 1 chamber 7 tray 9 sphere 10 vibrator 15 vaporization means
Claims (2)
化させた被膜物質を堆積させて、上記表面をコーティン
グする方法において、上記球体の回動は、球体をトレー
の上に乗せ、該トレーを振動させることによって上記球
体を回動させることを特徴とする球体のコーティング方
法。1. A method of coating the surface by depositing a vaporized coating substance on the surface of a sphere while rotating the sphere, wherein the sphere is rotated by placing the sphere on a tray. A method for coating a sphere, wherein the sphere is rotated by vibrating the tray.
を支える為の支持手段と、上記球体の表面にコーティン
グする為の被膜物質を気相化するようにした気相化手段
とを備える球体のコーティング装置において、上記支持
手段は上記球体を乗せ得るようにしたトレーであり、該
トレーには、上記球体を回動させる為の振動を該トレー
に加えるようにしたバイブレータを付設していることを
特徴とする球体のコーティング装置。2. A coating method for a sphere, comprising a support means for supporting the sphere and a vaporizing means for vaporizing a coating substance for coating the surface of the sphere in a coating chamber. In the apparatus, the supporting means is a tray on which the sphere can be placed, and the tray is provided with a vibrator for applying a vibration for rotating the sphere to the tray. Sphere coating equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9706192A JPH05271930A (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Coating method and coating device for spherical body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9706192A JPH05271930A (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Coating method and coating device for spherical body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05271930A true JPH05271930A (en) | 1993-10-19 |
Family
ID=14182138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9706192A Pending JPH05271930A (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Coating method and coating device for spherical body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05271930A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112921326A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 王修强 | Surface treatment process for automobile part die-casting aluminum alloy |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP9706192A patent/JPH05271930A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112921326A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 王修强 | Surface treatment process for automobile part die-casting aluminum alloy |
CN112921326B (en) * | 2021-01-22 | 2022-11-08 | 广东威圳兴技术有限公司 | Surface treatment process for automobile part die-casting aluminum alloy |
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